Électrotechnique - la mesure des puissances et l’amélioration du facteur de puissance

Résumé du document

Notre manipulation a pour objectif de mesurer les puissances et d'augmenter le facteur de puissance d'un circuit passif. Considérons un circuit passif ne contenant que des résistances, des inductances et des condensateurs, alimenté d'une tension ut=U2cosωt et traversé par un courant it=I2cosωt-φ tous deux sinusoïdaux (φ étant le déphasage entre courant et tension), tel que représenté à la Fig. 1.Le diagramme vectoriel correspondant est représenté Fig. 2.

Nous avons pu vérifier que ce facteur de puissance est bel et bien amélioré lorsqu'on diminue l'inductance, comme il a été démontré en rappel théorique ; nous avons aussi démontré que cela était possible en ajoutant des capacités, ce qui n'a malheureusement pas pu être vérifié en pratique à cause d'un dysfonctionnement certain du condensateur utilisé.

Nous avons aussi été obligés lors de nos mesures de tenir compte des incertitudes de notre wattmètre qui ne nous donnait pas des résultats directement exploitables. Ceci nous montre que quelque soit les cas il ya toujours un certain écart entre les valeurs prévues et celles obtenues, le matériel n'étant pas parfait.

Extraits

[...] Mesures Pour R=519Ω on règle la puissance nominale du plan selfique PL. On procède de même que précédemment, puis on déduit les valeurs de la puissance apparente du facteur de puissance cosϕ et de la puissance réactive Q à partir des formules établies en rappels (II-2). PL=2000W On a Pwatt> S ce qui est impossible; on considère donc la valeur P'watt= Pwatt-∆P. Ceci montre que la valeur donnée par le wattmètre n'est effectivement pas exacte. Déduction de L et de r : Comme il n'ya pas de capacité on a : Q=QL UIsinφ=LωI2 L=UsinφωI . [...]

[...] Nous avons aussi été obligés lors de nos mesures de tenir compte des incertitudes de notre wattmètre qui ne nous donnait pas des résultats directement exploitables. Ceci nous montre que quelque soit les cas il ya toujours un certain écart entre les valeurs prévues et celles obtenues, le matériel n'étant pas parfait. [...]

[...] PL=1000W On constate une légère variation du courant ; on garde les mêmes considérations que précédemment pour le calcul de S (P'watt=Pwatt- D'autre part on décèle une augmentation du facteur de puissance. Calcul de L et de r : En procédant de même que précédemment on trouve : 0.43 H (Ce qui concorde avec le fait que PL a diminué.) La valeur de l'inductance ayant diminué, la puissance réactive du circuit a aussi diminué, l'augmentation du facteur de puissance est donc normale, en accord avec la formule cosφ=PP2+Q2 D'autre part RT=599Ω , d'où r=80Ω (On remarque une grande augmentation de la résistance interne de l'inductance.) Conclusion : La diminution de l'inductance améliore effectivement le facteur de puissance. [...]

[...] Puissance réactive Q et puissance apparente S Puissance réactive :Q=UIsinφ (VAR). Puissance apparente : S=UI (VA). (Remarque et On défini le Diagramme de Puissance par le schéma suivant : Fig.3 : Diagramme de Puissance On a alors : S2=P2+Q2 et cosφ=PS cosφ=PP2+Q2 ; de plus : tanφ= QP Bilan de puissance et amélioration du facteur de puissance En se référant au triangle des puissances, l'hypoténuse S mesure la puissance apparente fournie à la charge du système de distribution et le coté P mesure la puissance utile délivrée à la charge .Par conséquent, il est souhaitable que S soit aussi voisine de P que possible, c'est-à-dire que l'angle φ soit cosφ 1. [...]

[...] Cependant nous n'avons pas eu l'occasion de les vérifier. V. Conclusion generale Au terme de notre manipulation qui avait pour but la mesure des puissances et l'amélioration du facteur de puissance, nous avons pu vérifier que ce facteur de puissance est bel et bien amélioré lorsqu'on diminue l'inductance, comme il a été démontré en rappel théorique ; nous avons aussi démontré que cela était possible en ajoutant des capacités, ce qui n'a malheureusement pas pu être vérifié en pratique à cause d'un disfonctionnement certain du condensateur utilisé. [...]